Назначение амперметра.
Амперметр — это электроизмерительный прибор, который предназначен для измерения силы электрического тока в каком-нибудь участке электрической цепи. Эта величина задается единицах, называемых амперами, отсюда и название прибора — «Амперметр». На практике значения электрического тока измеряются в различных диапазонах — от микроампер (мкА) до килоампер (кА).
Амперметр — это тот же гальванометр, только приспособленный для измерения силы тока, его шкала проградуирована в амперах.
На схемах амперметр изображают кружком с буквой А в центре.
Для измерения силы тока можно использовать и мультиметр. Перед измерением необходимо прочитать инструкцию к конкретной модели мультиметра, чтобы его правильно настроить и подключить в электрическую цепь.
Как работает амперметр?
Существует два типа амперметров: аналоговые, показывающие значение путем отклонения стрелки механического устройства, и все чаще использующиеся в настоящее время цифровые приборы, оснащенные сложными электронными схемами.
При изготовлении аналоговых амперметров необходимо использовать эффекты, зависящие от величины электрического тока. Чаще всего они связаны с созданием магнитного поля проводником, в котором течет электрический ток. Чем выше сила тока, тем больше эффект, производимый данным явлением.
Каждый аналоговый амперметр имеет подвижную и неподвижную части. К подвижной части прикреплена стрелка, которая перемещается по шкале и позволяет считывать показания прибора. Чтобы избежать ошибок при снятии показаний, которые вызваны эффектом параллакса, следует смотреть на стрелку под прямым углом к шкале, чему способствует зеркало, расположенное рядом со шкалой (см. рисунок 1).
Рис. 1. Индикаторный микроамперметр с зеркалом, установленным для уменьшения эффекта параллакса при снятии показаний
Физическая величина
Амперметром измеряется физическая величина Ампер.
Ампер определяет силу тока. Силой тока является скорость прохождения заряженных частиц объемом 1 Кулон через 2 параллельных проводника длинной 1 метр. Этот закон был открыт французским физиком Андре-Мари Ампером.
Первое же функциональное устройство для измерения силы тока изобрел Йохан Швейгер в 1820 году. Тогда оно носило название гальванометр.
Амперметр
Амперметр — это прибор, который используется для измерения силы тока. Он представляет собой устройство со шкалой и стрелкой. Внутри устройства располагается металлическая или магнитная рама. Внутри рамы установлена катушка. Принцип работы амперметра следующий:
- Через катушку проходит электрический ток.
- Ток создает магнитное поле, которое сдвигает стрелку прибора.
Измерение имеет практически нулевую погрешность, по причине того, что сопротивление амперметра совсем незначительное. Оно не может влиять или изменять параметр проходящего напряжения.
Табло каждого механического амперметра имеет шкалу. Шкала показывает предел измерения амперметра. Подобными устройствами можно измерять от высокой величины 10 Ампер, до самой низкой в единицах до 200 микроампер. При работе необходимо учитывать предел измерений. Его можно расширить путем подключения трансформатора или шунтирующего элемента.
При работе также необходимо знать, для измерения какого тока предназначен амперметр. Они бывают: постоянными и переменными. На шкале каждого устройства есть обозначение, для какого вида напряжения предназначено устройство.
Амперметр постоянного тока используется для замера силы тока в приборах, которые работают через понижающий трансформатор и диодный мост. Часто потребители оснащаются амперметрами для контроля величины нагрузки. В принципиальной схеме очень легко найти амперметр — он обозначается буквой «А», заключенной в круг.
Амперметры переменного тока используются для замера нагрузки бытовых или высоковольтных сетей. Они работают при параллельном подключении трансформатора или шунтирующего резистора с большой величиной сопротивления. Таким образом удается снизить нагрузку на сам измерительный прибор. Далее будут рассмотрены основные типы амперметров.
Влияние температуры на измерение тока
Амперметр — чувствительное устройство, на которое существенно влияет температура окружающей среды. Изменение температуры вызывает ошибку в показаниях. Вы можете использовать добавочное сопротивление (балластное сопротивление). Сопротивление с нулевым температурным коэффициентом называют добавочным сопротивлением (swamping resistance). Оно подключается последовательно с катушкой электроизмерительного прибора. Балластное сопротивление уменьшает влияние температуры на показания прибора.
Амперметр имеет встроенный предохранитель, который защищает его от скачков тока (неправильное подключение). Если через амперметр протекает значительный ток, предохранитель перегорит, тем самым разорвав электрическую цепь и сохранив измерительную систему прибора. Соответственно прибор нельзя будет использовать, пока не будет заменена плавкая вставка.
Разновидности
Описываемый измерительный прибор прошел долгий путь и множество модернизаций. На сегодняшний день существуют аналоговые и цифровые виды этих устройств. Также существуют: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические типы амперметров. Каждый тип имеет свои особенности устройства и работы с ним. Далее будет описан более подробно каждый тип.
Магнитоэлектрический прибор
Особенностью этих приборов является магнитная катушка, которая приходит в движение при воздействии электрического напряжения.
Все подобные устройства используются для измерения силы постоянного тока. Преимуществом является очень высокая чувствительность и точность измерения.
Электромагнитный
Прибор не имеет в своей конструкции вращающейся катушки.
Изменение угла положения стрелки на циферблате происходит за счет магнитного поля, воздействующего на сердечники катушек. Подобные амперметры универсального типа. С их помощью можно замерять силу постоянного и переменного тока. Главным недостатком является наличие погрешности.
Электродинамический
Прибор по конструкции схож с магнитоэлектрическим. Основное отличие заключается в наличие подвижной и неподвижной катушек.
При подключении, магнитные поля двух элементов воздействуют друг на друга, что приводит к изменению положения стрелки. Прибор достаточно точный. Единственный недостаток в том, что на его работу могут влиять посторонние магнитные поля.
Ферродинамический
Этот измерительный прибор считается наиболее точным. Устройство амперметра, включает в себя провод из феррита, металлический сердечник и катушку.
Работает прибор по принципу вращения катушки, за счет образования магнитного поля. Основной особенностью является полная независимость от воздействий посторонних магнитных полей. Обладает высокой чувствительностью.
Электронный
С развитием электроники, амперметры стали выпускать в цифровых вариациях. Наиболее известны 2: простой бытовой мультиметр и тестер с токоизмерительными клещами.
Основным преимуществом подобных приборов является простота и универсальность измерения силы тока. Они не восприимчивы к воздействию внешних магнитных полей, не боятся ударов, мелких повреждений и тряски. Близок к идеальному амперметру.
Для информации! Идеальный амперметр — амперметр с нулевым собственным сопротивлением.
Все описанные приборы используются и по сей день, в приборостроении, лабораториях, промышленности и отдельными энтузиастами.
Правила безопасной работы
При пользовании прибором нужно соблюдать следующие меры безопасности:
- Прибор нельзя трясти и ронять.
- В случае, когда стрелка прибора зашкаливает, необходимо немедленно разомкнуть цепь.
Схема правильного подключения прибора
Правила подключения:
- Плюсовую клемму прибора соединить с плюсовой клеммой источника тока. Если цепь состоит только из источника тока, устройство в него включать нельзя!
- Амперметр соединяется последовательно. Подключение происходит с тем элементом, силу тока которого нужно измерить.
- Устройство должно быть в горизонтальном положении.
Зная правила подключения и разновидности приборов, можно подобрать наиболее подходящий амперметр для измерения.
Проверка
Точность показаний любого измерительного прибора зависит от калибровки. На аналоговых устройствах ставился штамп, который подтверждал проверку в лаборатории. На современных цифровых мультиметрах с режимом замера силы тока, таких штампов нет, и проверку они не проходили. Многие начинающие электрики не знают, как проверить амперметр. Для проверки точности измерения необходимо:
- Тестируемый прибор подключить параллельно с эталонным. Желательно, чтобы это был механический амперметр.
- В цепь подключить переменный резистор.
- К переменному резистору подключить резистор с мощным сопротивлением.
- Подключить схему к источнику питания.
- При помощи переменного резистора «R2» установить порог напряжения таким образом, чтобы стрелка механического прибора встала точно на середине своей шкалы.
- Включить мультиметр на измерение силы тока.
- Сопоставить результаты.
- Переменным резистором регулировать отклонение стрелки механического прибора в сторону максимума.
- При отклонении на каждое следующее значение, сравнить результаты теста.
Таким образом можно проверить точность цифрового мультиметра при измерении силы тока. Для увеличения нагрузки, можно добавить в схему несколько ламп накаливания. Далее будет дано подробное описание, как пользоваться амперметром.
Как выбрать
Самые удобные и точные амперметры – цифровые. В последнее время им на смену пришли более универсальные приборы – мультиметры, которые в числе прочих функций умеют и замерять ток.
Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович
Амперметр нельзя подключать к цепи с большим напряжением, чем он рассчитан – из-за этого может сгореть резистор. Диапазон напряжений, в котором может работать амперметр обычно нанесен на корпус прибора.
При выборе прибора нужно обращать внимание на следующие критерии:
- Покрытие зажимов контактов. Зажимы с антикоррозионным слоем будут служить гораздо дольше.
- Более точные показатели будут у прибора с сопротивлением до 0,5 Ом.
- Желательно, чтобы корпус был герметичным – это защитит его функциональные детали от влаги.
- При проведении замеров нельзя дотрагиваться к неизолированным элементам устройства – они могут проводить ток.
Подключение
Далее рассмотрим 2 варианта замера силы тока: для цепи с переменным и постоянным напряжением. Перед тем как подключить измерительное устройство, нужно вспомнить, что любой амперметр имеет очень низкое собственное сопротивление. Измерять силу тока без нагрузки со стороны стороннего элемента нельзя. Это особенно важно при работе с переменным напряжением. Все инструкции будут даны на примере цифрового мультиметра в режиме замера силы тока.
Переменный ток
Для того чтобы замерить силу переменного тока необходимо:
- Перевести переключатель мультиметра в режим замера силы переменного тока.
- Выбрать наибольшую величину.
- Красный измерительный щуп подключить в гнездо «10–20 А», в зависимости от типа прибора.
- Черный щуп вставить в гнездо «COM».
- К трансформатору подключить провод питания (запрещено включать в розетку).
- К клемме «+» от трансформатора подключить один контакт контрольной лампы.
- Второй контакт от лампы соединить с красным измерительным щупом тестера.
- Черный измерительный щуп соединить со второй клеммой трансформатора.
- Подать на трансформатор напряжение.
Амперметр покажет значение потребления контрольной лампой в амперах. Подключать измерительные щупы без лампы строго запрещено.
Переменный ток также можно измерить при помощи токоизмерительных клещей. Для этого необходимо:
- Вынуть из гнезд контрольные щупы.
- Перевести тестер в режим замера силы тока.
- Обхватить клещами жилу провода.
Амперметр выдаст значение потребления.
Постоянный ток
Для замера постоянного тока также используется параллельное подключение тестера. Далее необходимо:
- Перевести прибор в режим замера силы постоянного напряжения.
- Красный измерительный щуп вставить в гнездо «mA».
- Черный оставить в гнезде «COM».
- Выбрать наибольший параметр замера в миллиамперах.
- Вход «минус» измеряемого прибора подключить к клемме «минус» аккумулятора.
- Вход «+» прибора подключить к черному измерительному щупу.
- Красный измерительный щуп соединить с клеммой «+» аккумулятора.
Таким образом можно узнать пороговое потребление прибора или устройства, работающего от постоянного напряжения.
Замена батарейки
На приборе установлен литиевый элемент питания ER14250 либо CR2032. Возможные варианты замены приведены в руководстве пользователя.
Для замены потребуется:
- Снять крышку клеммного отсека, закреплённую винтами с передней стороны.
- Демонтировать электронный блок аналогичным способом.
- Удалить отслуживший элемент, припаяв новый.
- Выполнить сборку аппарата в обратном порядке.
После выполнения работ, организация, менявшая элемент питания, указывает данный факт в соответствующем разделе паспорта счётчика.
Tags: ампер, бра, верхний, вид, выбор, генератор, дом, , измерение, как, компьютер, конструкция, крон, , , магнит, магнитный, маркировка, маркировка провод, мощность, мультиметр, напряжение, освещение, переменный, перенос, постоянный, принцип, провод, пуск, , работа, регулятор, резистор, ряд, свет, сеть, соединение, сопротивление, средство, схема, тен, тип, ток, трансформатор, , электронный, якорь
